基于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的飛行計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘 要：在飛行管理中，飛行計(jì)劃是保證飛行安全的重要基礎(chǔ)性工作，而其在計(jì)算中需要借助多種數(shù)據(jù)作為參考，所以在實(shí)際的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中為了降低其設(shè)計(jì)耗時(shí)，可以利用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)來(lái)幫助其提高設(shè)計(jì)中的并行能力，以此提高效率。

關(guān)鍵詞：飛行計(jì)劃 飛行參數(shù)計(jì)算 數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu) 軟件實(shí)施

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（c）-0227-01

1 飛行計(jì)劃計(jì)算的基本方式

在飛行計(jì)劃設(shè)計(jì)中需要進(jìn)行一些列的相關(guān)計(jì)算這樣才能保證多個(gè)航班之間相互配合，實(shí)現(xiàn)合理的空管。而在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)參與的飛行計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)中這些計(jì)算方式將成為系統(tǒng)分配數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)依據(jù)。具體步驟如下。

（1）按照對(duì)應(yīng)的航班選擇飛行計(jì)劃參數(shù)；（2）確定起飛的最大重量和目標(biāo)機(jī)場(chǎng)的降落重量等；（3）確定航路的對(duì)應(yīng)點(diǎn)經(jīng)緯坐標(biāo)等；（4）按照飛行航路確定航路上具體的氣象數(shù)據(jù)；（5）從針對(duì)飛機(jī)的重量進(jìn)行分析對(duì)比，確定平均重量；（6）按照平衡的重量計(jì)算下降時(shí)的飛機(jī)重量，配合降落機(jī)場(chǎng)的性能；（7）按照備降目標(biāo)機(jī)場(chǎng)結(jié)合氣象因素、時(shí)間、油量等獲得以重量為參考的步長(zhǎng)；（8）對(duì)計(jì)算的著陸重量來(lái)確定巡航距離，計(jì)算飛行規(guī)劃；（9）經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算獲得最終的飛行參數(shù)；（10）確定好著陸的重量后，就可利用下降性能表獲得下降的油量而獲得起飛重量；（11）計(jì)算完成后將滑出、輔助動(dòng)力的油量計(jì)入到起飛重量，得出在停機(jī)坪上的重量，然后將上面的總體油量匯總就得出了起飛的總油量；（12）最后是利用總體載荷減去空機(jī)的重量而獲得業(yè)載的重量，以此按照不同的航路進(jìn)行計(jì)算，將里程、時(shí)間、油耗等輸出，即得到飛行計(jì)劃。

2 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)飛行計(jì)劃的幫助

綜合上面的計(jì)算過(guò)程，不難發(fā)現(xiàn)飛行計(jì)劃的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，而涉及到的數(shù)據(jù)也十分龐大，如果單純依靠獨(dú)立的計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算其耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，不利于飛行計(jì)劃的靈活性需求。所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)借助與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)幫助解決。具體分析器所用的數(shù)據(jù)特征如下：（1）氣象信息，在計(jì)算過(guò)程中有上百萬(wàn)的信息將被記錄和查詢，如果計(jì)算中每一個(gè)航路點(diǎn)僅僅計(jì)算一次，且每日定時(shí)更新，每次更新時(shí)間長(zhǎng)度15分鐘；（2）飛機(jī)性能信息，按照不同的飛行高度與性能就可分為9個(gè)基本信息類(lèi)型，而細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)類(lèi)型則多達(dá)百萬(wàn)。（3）航班、機(jī)型、飛機(jī)數(shù)據(jù)等大部分都是來(lái)自于數(shù)據(jù)規(guī)模較小的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)每個(gè)航班的計(jì)算僅僅查詢一次，通暢更新頻率低；（4）全球的航路點(diǎn)、航線信息，此類(lèi)數(shù)據(jù)的量為10萬(wàn)左右，對(duì)每個(gè)航班的飛行計(jì)劃查詢頻次為一次，更新頻率為28天一次，每次計(jì)算都需要進(jìn)行一次查找，這些數(shù)據(jù)通常與FOC共享服務(wù)器。

具體看，數(shù)據(jù)庫(kù)的服務(wù)器和性能數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器利用IBM設(shè)備進(jìn)行控制，提高其性能；而氣象數(shù)據(jù)的服務(wù)器則利用高性能的PC來(lái)提供服務(wù)，其系統(tǒng)利用window系統(tǒng)，客戶端也采用高性能的PC作為服務(wù)器，操作系統(tǒng)也為widow系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)則為ORACLE系統(tǒng)，在物理設(shè)計(jì)上性能數(shù)據(jù)庫(kù)和氣象數(shù)據(jù)庫(kù)為分區(qū)保存。這就完成了飛行計(jì)劃相關(guān)數(shù)據(jù)的分布式框架。

然后系統(tǒng)將利用計(jì)算模型進(jìn)行分析與調(diào)用。以此構(gòu)成一個(gè)飛行計(jì)劃設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，利用軟件編輯實(shí)現(xiàn)前面飛行計(jì)劃算法的自動(dòng)化，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備模塊中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理，而等待模塊、備降下降模塊，備降巡航對(duì)應(yīng)。備降爬升的過(guò)程；主要航段的下降、巡航、爬升等計(jì)算與備降階段是一致的。因?yàn)閿?shù)據(jù)準(zhǔn)備模塊不參與到性能數(shù)據(jù)分析中，所以這個(gè)模塊可以放在客戶端完成。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成后，其他模塊都會(huì)僅僅和性能數(shù)據(jù)庫(kù)向關(guān)聯(lián)，這些模塊除了是計(jì)算依據(jù)外，不會(huì)產(chǎn)生控制依賴，所以每個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算模塊都有獨(dú)立的進(jìn)程，通過(guò)各個(gè)獨(dú)立進(jìn)行的交錯(cuò)完成并行運(yùn)算以節(jié)約時(shí)間，所以在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造一個(gè)組織，使得不同的航班飛行計(jì)劃可以交錯(cuò)的并行且執(zhí)行，降低了用戶終端的響應(yīng)耗時(shí)。

3 飛行管理上的應(yīng)用

3.1 監(jiān)控平臺(tái)建立

在實(shí)際應(yīng)用中飛行計(jì)劃必須與飛行管理向配合，為了可以充分的將分布式的數(shù)據(jù)庫(kù)利用起來(lái)，并且實(shí)現(xiàn)資源共享，在飛行管理中借助于飛行計(jì)劃管理系統(tǒng)來(lái)幫助實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行計(jì)劃的審核與評(píng)價(jià)，建立的計(jì)劃管理監(jiān)控功能模塊，其中包括的模塊是飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)庫(kù)的管理模塊；飛行預(yù)報(bào)管理模塊；航線顯示與監(jiān)控模塊；錯(cuò)誤或者沖突判斷模塊，同時(shí)將地面雷達(dá)的信號(hào)與數(shù)據(jù)進(jìn)入到監(jiān)控系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行計(jì)劃的全面監(jiān)控；將前面分析的油量監(jiān)控計(jì)算引入到監(jiān)控系統(tǒng)；地理信息和支持系統(tǒng)以及各種飛行參數(shù)進(jìn)行全面監(jiān)控。指揮人員利用該系統(tǒng)對(duì)整個(gè)分布式的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用與分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行計(jì)劃的全面監(jiān)控。

3.2 關(guān)鍵軟件與技術(shù)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的軟件構(gòu)成：飛行計(jì)劃設(shè)計(jì)軟件；飛行航線顯示；飛行沖突分析判斷；雷達(dá)情報(bào)的引入與標(biāo)準(zhǔn)格式生成軟件；地理信息管理與引入軟件；飛行參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的動(dòng)態(tài)化共享。折現(xiàn)軟件在系統(tǒng)中都在為飛行管理提供數(shù)據(jù)服務(wù)，并且保證飛行計(jì)劃在設(shè)計(jì)與執(zhí)行中保證準(zhǔn)確。

關(guān)鍵技術(shù)：在飛行管理系統(tǒng)中，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)共享必須考慮到多種數(shù)據(jù)的結(jié)合分析，根據(jù)飛行計(jì)劃與航跡的綜合性分析，來(lái)實(shí)現(xiàn)多數(shù)數(shù)據(jù)的共享，通常采用的是定性與定量的分析模式，利用綜合性的比較來(lái)完成各種分布式傳感器以及數(shù)據(jù)的綜合性統(tǒng)計(jì)，從而與航跡直接管理方便管理，其中影響其判斷的因素包括：偏航因素、時(shí)差因素、方向因素、速度因素、區(qū)域因素等，當(dāng)然這五個(gè)因素中偏航因素與時(shí)差因素反應(yīng)的是航跡的時(shí)間與空間的運(yùn)行準(zhǔn)確度，其作用是相似的；而方向因素與速度因素是飛行計(jì)劃的決定性因素，如果方向與速度都出現(xiàn)偏差則所有的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)都會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤；區(qū)域因素是一個(gè)相對(duì)特殊的因素，其為有效因素則只需利用區(qū)域因素和偏航因素就可監(jiān)控飛行計(jì)劃的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語(yǔ)

在飛行計(jì)劃的設(shè)計(jì)中，需要考慮到多種因素的影響，其中包括了天氣、場(chǎng)地、機(jī)型、航線距離等等，這些數(shù)據(jù)在處理過(guò)程中會(huì)消耗大部分資源，所以在規(guī)飛行計(jì)劃設(shè)計(jì)中應(yīng)借助于分布式的思路，縮短飛行計(jì)劃系統(tǒng)工作的耗時(shí)，提高其響應(yīng)的效率，尤其是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與之結(jié)合，則會(huì)大幅度提高系統(tǒng)的工作效率。

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